Дано:
- температура воздуха (T) = 25 °C.
Найти:
- максимальная масса водяного пара, которую может содержать 1 м³ воздуха при данной температуре (m).
Решение:
1. Для определения максимальной массы водяного пара в воздухе при температуре 25 °C, нужно знать его максимальную относительную влажность (насыщенность) и плотность воды в парообразном состоянии при этой температуре.
2. При температуре 25 °C, насыщенный водяной пар имеет давление около 3,17 кПа (или 3170 Па).
3. Используя уравнение состояния газа, можем определить плотность водяного пара (ρ) по формуле:
ρ = P / (R * T),
где:
- P - давление (в Паскалях),
- R - универсальная газовая постоянная для водяного пара ≈ 461,5 Дж/(кг·К),
- T - температура в Кельвинах (T(K) = T(°C) + 273,15).
4. Переведем температуру 25 °C в Кельвины:
T(K) = 25 + 273,15 = 298,15 K.
5. Подставим известные значения в формулу:
ρ = 3170 Па / (461,5 Дж/(кг·К) * 298,15 K).
6. Проведем расчет:
ρ ≈ 3170 / (461,5 * 298,15) ≈ 0,0243 кг/м³.
7. Теперь, чтобы найти максимальную массу водяного пара (m) в 1 м³ воздуха, используем полученную плотность:
m = ρ * V,
где V = 1 м³.
m = 0,0243 кг/м³ * 1 м³ = 0,0243 кг.
Ответ:
Максимальная масса водяного пара, которую может содержать 1 м³ воздуха при температуре 25 °C, составляет 0,0243 кг.